Структура вселенной. Строение Вселенной

Были времена, когда мир людей ограничивался поверхностью Земли, находящейся у них под ногами. По мере развития техники человечество расширило свой кругозор. Теперь люди задумываются о том, есть ли границы у нашего мира и каковы масштабы Вселенной? На самом деле её реальные размеры не может представить себе ни один человек. Поскольку у нас нет подходящих ориентиров. Даже профессиональные астрономы рисуют себе (хотя бы в воображении) уменьшенные во много раз модели. Принципиальным является точное соотнесение габаритов, которые имеют объекты Вселенной. А при решении математических задач они вообще неважны, потому что оказываются просто числами, которыми оперирует астроном.

Про строение Солнечной системы

Чтобы говорить про масштабы Вселенной нужно сначала разобраться с тем, что находится к нам ближе всего. Во-первых, это звезда, которая называется Солнцем. Во-вторых - планеты, обращающиеся вокруг нее. Кроме них, есть еще спутники, движущиеся вокруг некоторых И не нужно забывать про

Планеты в этом перечне интересуют людей с давних пор, поскольку они являются самыми доступными для наблюдения. С их изучения начала развиваться наука о строении Вселенной — астрономия. Центром Солнечной системы признана звезда. Она является еще и самым большим её объектом. Если сравнивать с Землей, то Солнце по объему больше в миллион раз. Оно только кажется сравнительно маленьким, поскольку сильно удалено от нашей планеты.

Все планеты Солнечной системы делятся на три группы:

• Земная. В неё входят планеты, которые похожи на Землю по внешним признакам. Например, это Меркурий, Венера и Марс.
• Объекты-гиганты. Они имеют гораздо большие размеры по сравнению с первой группой. К тому же в их составе много газов, поэтому они еще называются газовыми. Сюда относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
• Планеты-карлики. Они, по сути, являются крупными астероидами. Один из них до недавнего времени был включен в состав основных планет — это Плутон.

Планеты «не разлетаются» от Солнца благодаря силе притяжения. А упасть на звезду они не могут из-за больших скоростей. Объекты действительно очень «шустрые». К примеру, скорость Земли приблизительно равна 30 километрам в секунду.

Как сравнить размеры объектов Солнечной системы?

Перед тем как вы попытаетесь представить себе масштабы Вселенной, стоит разобраться с Солнцем и планетами. Ведь их тоже бывает сложно соотнести друг с другом. Чаще всего условный размер огненной звезды отождествляют с бильярдным шаром, диаметр которого равен 7 см. Стоит отметить, что в реальности он достигает около 1400 тыс. км. В таком «игрушечном» макете первая планета от Солнца (Меркурий) оказывается на расстоянии 2 метров 80 сантиметров. При этом шарик Земли будет иметь в диаметре всего половину миллиметра. Он расположен от звезды на расстоянии 7,6 метра. Расстояние до Юпитера в этом масштабе будет равно 40 м, а до Плутона — 300.

Если говорить об объектах, которые находятся за пределами Солнечной системы, то самая близкая звезда — Проксима Центавра. Она будет удалена так сильно, что это упрощение оказывается слишком маленьким. И это при том, что она находится в пределах Галактики. Что же говорить про масштабы Вселенной. Как видим, она фактически безгранична. Всегда хочется узнать, как соотносятся Земля и Вселенная. И после получения ответа не верится в то, что наша планета и даже Галактика — ничтожная часть огромного мира.

Какие единицы применяются для измерения расстояний в космосе?

Сантиметр, метр и даже километр — все эти величины оказываются ничтожными уже в пределах Солнечной системы. Что же говорить о Вселенной. Чтобы указать расстояние в пределах Галактики, используется величина, названная световым годом. Это время, которое потребуется свету, движущемуся в течение одного года. Напомним, что одна световая секунда равна почти 300 тысячам км. Поэтому при переводе в привычные километры световой год оказывается приблизительно равным 10 тысячам миллиардов. Представить его невозможно, поэтому масштабы Вселенной невообразимы для человека. Если нужно указать расстояние между соседними галактиками, то и световой год оказывается недостаточным. Нужна еще более крупная величина. Ею оказался парсек, который равен 3,26 светового года.

Как устроена Галактика?

Она является гигантским образованием, состоящим из звезд и туманностей. Небольшую их часть видно каждую ночь на небосклоне. Структура нашей Галактики весьма сложная. Ее можно считать сильно сжатым эллипсоидом вращения. Причем у него выделяют экваториальную часть и центр. Экватор Галактики большей частью составляют газовые туманности и горячие массивные звезды. В Млечном Пути эта часть находится в центральной его области.

Солнечная система не является исключением из правил. Она тоже расположена вблизи экватора Галактики. Кстати, основная часть звезд образует огромный диск, диаметр которого равен 100 тысячам а толщина - 1500 . Если вернуться к тому масштабу, который был использован для представления Солнечной системы, то размеры Галактики станут соразмерны Это невероятная цифра. Поэтому Солнце с Землей оказываются крошками в Галактике.

Какие объекты существуют во Вселенной?

Перечислим самые основные:

• Звезды - массивные самосветящиеся шары. Они возникают из среды, состоящей и смеси пыли и газов. Большую их часть составляют водород и гелий.
• Реликтовое излучение. Им являются распространяющиеся в космосе. Его температура - 270 градусов Цельсия. Причём это излучение одинаково по всем направлениям. Это свойство называется изотропностью. К тому же с ним связывают некоторые загадки Вселенной. К примеру, стало ясно, что оно возникло в момент большого взрыва. То есть существует с самого начала существования Вселенной. Оно же подтверждает мысль о том, что она расширяется одинаково по всем направлениям. Причём это утверждение справедливо не только для настоящего времени. Так было и в самом начале.
• То есть скрытая масса. Это те объекты Вселенной, которые нельзя исследовать прямым наблюдением. Другими словами, они не излучают электромагнитные волны. Но оказывают гравитационное воздействие на другие тела.
• Черные дыры. Они недостаточно изучены, но весьма известны. Это произошло из-за массового описания таких объектов в фантастических произведениях. По сути, черной дырой является тело, от которого не может распространиться электромагнитное излучение из-за того, что вторая космическая скорость на нем равна Стоит вспомнить, что именно вторую космическую скорость необходимо сообщить предмету, чтобы он покинул космический объект.

Во Вселенной, кроме того, есть еще квазары и пульсары.

Загадочная Вселенная

В ней полно того, что еще до конца не открыто, не изучено. Да и то, что удалось обнаружить, частенько подбрасывает новые вопросы и связанные с ними загадки Вселенной. К ним можно отнести даже всем известную теорию «Большого взрыва». Она является действительно только условной доктриной, поскольку человечество может лишь догадываться о том, как это происходило.

Вторая загадка - возраст Вселенной. Его удается сосчитать приблизительно по уже упомянутому реликтовому излучению, наблюдением за шаровыми скоплениями и прочим объектам. Сегодня учёные сошлись во мнении, что возраст Вселенной приблизительно равен 13,7 миллиарда лет. Еще одна тайна — если жизнь на других планетах? Ведь не только в Солнечной системе возникли подходящие условия, и появилась Земля. И Вселенная, скорее всего, наполнена подобными образованиями.

Одна?

А что находится за пределами Вселенной? Что там, куда не проник человеческий взор? Есть ли что-то за этим рубежом? Если да, то сколько вселенных существует? Это вопросы, на которые ученым только предстоит найти ответы. Наш мир подобен коробке с сюрпризами. Когда-то казалось, что он состоит только из Земли и Солнца, с небольшим количеством звезд на небе. Потом мировоззрение расширилось. Соответственно, и границы раздвинулись. Не удивительно, что многие светлые умы уже давно пришли к выводу, что Вселенная - только часть еще более крупного образования.

Часть первая АСТРОНОМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРОБЛЕМЫ

Рис. 1. Планеты Солнечной системы

Мы можем более наглядно представить относительные масштабы Солнечной системы следующим образом. Пусть Солнце изображается биллиардным шаром диаметром 7 см. Тогда ближайшая к Солнцу планета - Меркурий находится от него в этом масштабе на расстоянии 280 см. Земля - на расстоянии 760 см, гигант - планета Юпитер удалена на расстояние около 40 м, а самая дальняя планета - во многих отношениях пока еще загадочный Плутон - на расстояние около 300м. Размеры земного шара в этом масштабе несколько больше 0,5 мм, лунный диаметр - немногим больше 0,1 мм, а орбита Луны имеет диаметр около 3 см. Даже самая близкая к нам звезда - Проксима Центавра удалена от нас на такое большое расстояние, что по сравнению с ним межпланетные расстояния в пределах Солнечной системы кажутся сущими пустяками. Читатели, конечно, знают, что для измерения межзвездных расстояний такой единицей длины, как километр, никогда не пользуются **). Эта единица измерений (так же как сантиметр, дюйм и пр.) возникла из потребностей практической деятельности человечества на Земле. Она совершенно непригодна для оценки космических расстояний, слишком больших по сравнению с километром. В популярной литературе, а иногда и в научной, для оценки межзвездных и межгалактических расстояний как единицу измерения употребляют "световой год". Это такое расстояние, которое свет, двигаясь со скоростью 300 тыс. км/с, проходит за год. Легко убедиться, что световой год равен 9,46x10 12 км, или около 10000 млрд км. В научной литературе для измерения межзвездных и межгалактических расстояний обычно применяется особая единица, получившая название "парсек";

1 парсек (пк) равен 3,26 светового года. Парсек определяется как такое расстояние, с которого радиус земной орбиты виден под углом в 1 сек. дуги. Это очень маленький угол. Достаточно сказать, что под таким углом монета в одну копейку видна с расстояния в 3 км.

Рис. 2. Шаровое скопление 47 Тукана

Ни одна из звезд - ближайших соседок Солнечной системы - не находится к нам ближе, чем на 1 пк. Например, упомянутая Проксима Центавра удалена от нас на расстояние около 1,3 пк. В том масштабе, в котором мы изобразили Солнечную систему, это соответствует 2 тыс. км. Все это хорошо иллюстрирует большую изолированность нашей Солнечной системы от окружающих звездных систем, некоторые из этих систем, возможно, имеют с ней много сходства. Но окружающие Солнце звезды и само Солнце составляют лишь ничтожно малую часть гигантского коллектива звезд и туманностей, который называется "Галактикой". Это скопление звезд мы видим в ясные безлунные ночи как пересекающую небо полосу Млечного Пути. Галактика имеет довольно сложную структуру. В первом, самом грубом приближении мы можем считать, что звезды и туманности, из которых она состоит, заполняют объем, имеющий форму сильно сжатого эллипсоида вращения. Часто в популярной литературе форму Галактики сравнивают с двояковыпуклой линзой. На самом деле все обстоит значительно сложнее, и нарисованная картина является слишком грубой. В действительности оказывается, что разные типы звезд совершенно по-разному концентрируются к центру Галактики и к ее "экваториальной плоскости". Например, газовые туманности, а также очень горячие массивные звезды сильно концентрируются к экваториальной плоскости Галактики (на небе этой плоскости соответствует большой круг, проходящий через центральные части Млечного Пути). Вместе с тем они не обнаруживают значительной концентрации к галактическому центру. С другой стороны, некоторые типы звезд и звездных скоплений (так называемые "шаровые скопления", рис. 2) почти никакой концентрации к экваториальной плоскости Галактики не обнаруживают, но зато характеризуются огромной концентрацией по направлению к ее центру. Между этими двумя крайними типами пространственного распределения (которое астрономы называют "плоское" и "сферическое") находятся все промежуточные случаи. Все же оказывается, что основная часть звезд в Галактике находится в гигантском диске, диаметр которого около 100 тыс. световых лет, а толщина около 1500 световых лет. В этом диске насчитывается несколько больше 150 млрд звезд самых различных типов. Наше Солнце - одна из этих звезд, находящаяся на периферии Галактики вблизи от ее экваториальной плоскости (точнее, "всего лишь" на расстоянии около 30 световых лет - величина достаточно малая по сравнению с толщиной звездного диска). Расстояние от Солнца до ядра Галактики (или ее центра) составляет около 30 тыс. световых лет. Звездная плотность в Галактике весьма неравномерна. Выше всего она в области галактического ядра, где, по последним данным, достигает 2 тыс. звезд на кубический парсек, что почти в 20 тыс. раз больше средней звездной плотности в окрестностях Солнца *** . Кроме того, звезды имеют тенденцию образовывать отдельные группы или скопления. Хорошим примером такого скопления являются Плеяды, которые видны на нашем зимнем небе (рис. 3). В Галактике имеются и структурные детали гораздо больших масштабов. Исследованиями последних лет доказано, что туманности, а также горячие массивные звезды распределены вдоль ветвей спирали. Особенно хорошо спиральная структура видна у других звездных систем - галактик (с маленькой буквы, в отличие от нашей звездной системы - Галактики). Одна из таких галактик изображена на рис. 4. Установить спиральную структуру Галактики, в которой мы сами находимся, оказалось в высшей степени трудно.

Рис. 3. Фотография звездного скопления Плеяд

Рис. 4. Спиральная галактика NGC 5364

Звезды и туманности в пределах Галактики движутся довольно сложным образом. Прежде всего, они участвуют во вращении Галактики вокруг оси, перпендикулярной к ее экваториальной плоскости. Это вращение не такое, как у твердого тела: различные участки Галактики имеют различные периоды вращения. Так, Солнце и окружающие его в огромной области размерами в несколько сотен световых лет звезды совершают полный оборот за время около 200 млн лет. Так как Солнце вместе с семьей планет существует, по-видимому, около 5 млрд лет, то за время своей эволюции (от рождения из газовой туманности до нынешнего состояния) оно совершило примерно 25 оборотов вокруг оси вращения Галактики. Мы можем сказать, что возраст Солнца - всего лишь 25 "галактических лет", скажем прямо - возраст цветущий... Скорость движения Солнца и соседних с ним звезд по их почти круговым галактическим орбитам достигает 250 км/с **** . На это регулярное движение вокруг галактического ядра накладываются хаотические, беспорядочные движения звезд. Скорости таких движений значительно меньше - порядка 10-50 км/с, причем у объектов разных типов они различны. Меньше всего скорости у горячих массивных звезд (6-8 км/с), у звезд солнечного типа они около 20 км/с. Чем меньше эти скорости, тем более "плоским" является распределение данного типа звезд. В том масштабе, которым мы пользовались для наглядного представления Солнечной системы, размеры Галактики будут составлять 60 млн км - величина, уже довольно близкая к расстоянию от Земли до Солнца. Отсюда ясно, что по мере проникновения во все более удаленные области Вселенной этот масштаб уже не годится, так как теряет наглядность. Поэтому мы примем другой масштаб. Мысленно уменьшим земную орбиту до размеров самой внутренней орбиты атома водорода в классической модели Бора. Напомним, что радиус этой орбиты равен 0,53x10 -8 см. Тогда ближайшая звезда будет находиться на расстоянии приблизительно 0,014 мм, центр Галактики - на расстоянии около 10 см, а размеры нашей звездной системы будут около 35 см. Диаметр Солнца будет иметь микроскопические размеры: 0,0046 А (ангстрем-единица длины, равная 10 -8 см).

Мы уже подчеркивали, что звезды удалены друг от друга на огромные расстояния, и тем самым практически изолированы. В частности, это означает, что звезды почти никогда не сталкиваются друг с другом, хотя движение каждой из них определяется полем силы тяготения, создаваемым всеми звездами в Галактике. Если мы будем рассматривать Галактику как некоторую область, наполненную газом, причем роль газовых молекул и атомов играют звезды, то мы должны считать этот газ крайне разреженным. В окрестностях Солнца среднее расстояние между звездами примерно в 10 млн раз больше, чем средний диаметр звезд. Между тем при нормальных условиях в обычном воздухе среднее расстояние между молекулами всего лишь в несколько десятков раз больше размеров последних. Чтобы достигнуть такой же степени относительного разрежения, плотность воздуха следовало бы уменьшить по крайней мере в 1018 раз! Заметим, однако, что в центральной области Галактики, где звездная плотность относительно высока, столкновения между звездами время от времени будут происходить. Здесь следует ожидать приблизительно одно столкновение каждый миллион лет, в то время как в "нормальных" областях Галактики за всю историю эволюции нашей звездной системы, насчитывающую, по крайней мере, 10 млрд лет, столкновений между звездами практически не было (см. гл. 9).

Мы кратко обрисовали масштаб и самую общую структуру той звездной системы, к которой принадлежит наше Солнце. При этом совершенно не рассматривались те методы, при помощи которых в течение многих лет несколько поколений астрономов шаг за шагом воссоздавали величественную картину строения Галактики. Этой важной проблеме посвящены другие книги, к которым мы отсылаем интересующихся читателей (например, Б.А.Воронцов-Вельяминов "Очерки о Вселенной", Ю.Н. Ефремов "В глубины Вселенной"). Наша задача - дать только самую общую картину строения и развития отдельных объектов Вселенной. Такая картина совершенно необходима для понимания этой книги.

Рис. 5. Туманность Андромеды со спутниками

Уже несколько десятилетий астрономы настойчиво, изучают другие звездные системы, в той или иной степени сходные с нашей. Эта область исследований получила название "внегалактической астрономии". Она сейчас играет едва ли не ведущую роль в астрономии. В течение последних трех десятилетий внегалактическая астрономия добилась поразительных успехов. Понемногу стали вырисовываться грандиозные контуры Метагалактики, в состав которой наша звездная система входит как малая частица. Мы еще далеко не все знаем о Метагалактике. Огромная удаленность объектов создает совершенно специфические трудности, которые разрешаются путем применения самых мощных средств наблюдения в сочетании с глубокими теоретическими исследованиями. Все же общая структура Метагалактики в последние годы в основном стала ясной. Мы можем определить Метагалактику как совокупность звездных систем - галактик, движущихся в огромных пространствах наблюдаемой нами части Вселенной. Ближайшие к нашей звездной системе галактики - знаменитые Магеллановы Облака, хорошо видные на небе южного полушария как два больших пятна примерно такой же поверхностной яркости, как и Млечный Путь. Расстояние до Магеллановых Облаков "всего лишь" около 200 тыс. световых лет, что вполне сравнимо с общей протяженностью нашей Галактики. Другая "близкая" к нам галактика - это туманность в созвездии Андромеды. Она видна невооруженным глазом как слабое световое пятнышко 5-й звездной величины ***** . На самом деле это огромный звездный мир, по количеству звезд и полной массе раза в три превышающей нашу Галактику, которая в свою очередь является гигантом среди галактик. Расстояние до туманности Андромеды, или, как ее называют астрономы, М 31 (это означает, что в известном каталоге туманностей Мессье она занесена под № 31), около 1800 тыс. световых лет, что примерно в 20 раз превышает размеры Галактики. Туманность М 31 имеет явно выраженную спиральную структуру и по многим своим характеристикам весьма напоминает нашу Галактику. Рядом с ней находятся ее небольшие спутники эллипсоидальной формы (рис. 5). На рис. 6 приведены фотографии нескольких сравнительно близких к нам галактик. Обращает на себя внимание большое разнообразие их форм. Наряду со спиральными системами (такие галактики обозначаются символами Sа, Sb и Sс в зависимости от характера развития спиральной структуры; при наличии проходящей через ядро "перемычки" (рис. 6а) после буквы S ставится буква В) встречаются сфероидальные и эллипсоидальные, лишенные всяких следов спиральной структуры, а также "неправильные" галактики, хорошим примером которых могут служить Магеллановы Облака. В большие телескопы наблюдается огромное количество галактик. Если галактик ярче видимой 12-й величины насчитывается около 250, то ярче 16-й - уже около 50 тыс. Самые слабые объекты, которые на пределе может сфотографировать телескоп-рефлектор с диаметром зеркала 5 м, имеют 24,5-ю величину. Оказывается, что среди миллиардов таких слабейших объектов большинство составляют галактики. Многие из них удалены от нас на расстояния, которые свет проходит за миллиарды лет. Это означает, что свет, вызвавший почернение пластинки, был излучен такой удаленной галактикой еще задолго до архейского периода геологической истории Земли!.

Рис. 6а. Галактика типа "пересеченной спирали"

Рис. 6б. Галактика NGC 4594

Рис. 6с. Галактики Магеллановы облака

Иногда среди галактик попадаются удивительные объекты, например "радиогалактики". Это такие звездные системы, которые излучают огромное количество энергии в радиодиапазоне. У некоторых радиогалактик поток радиоизлучения в несколько раз превышает поток оптического излучения, хотя в оптическом диапазоне их светимость очень велика ~ в несколько раз превосходит полную светимость нашей Галактики. Напомним, что последняя складывается из излучения сотен миллиардов звезд, многие из которых в свою очередь излучают значительно сильнее Солнца. Классический пример такой радиогалактики - знаменитый объект Лебедь А. В оптическом диапазоне это два ничтожных световых пятнышка 17-й звездной величины (рис. 7). На самом деле их светимость очень велика, примерно в 10 раз больше, чем у нашей Галактики. Слабой эта система кажется потому, что она удалена от нас на огромное расстояние - 600 млн световых лет. Однако поток радиоизлучения от Лебедя А на метровых волнах настолько велик, что превышает даже поток радиоизлучения от Солнца (в периоды, когда на Солнце нет пятен). Но ведь Солнце очень близко - расстояние до него "всего лишь" 8 световых минут; 600 млн лет - и 8 мин! А ведь потоки излучения, как известно, обратно пропорциональны квадратам расстояний! Спектры большинства галактик напоминают солнечный; в обоих случаях наблюдаются отдельные темные линии поглощения на довольно ярком фоне. В этом нет ничего неожиданного, так как излучение галактик - это излучение миллиардов входящих в их состав звезд, более или менее похожих на Солнце. Внимательное изучение спектров галактик много лет назад позволило сделать одно открытие фундаментальной важности. Дело в том, что по характеру смещения длины волны какой-либо спектральной линии по отношению к лабораторному стандарту можно определить скорость движения излучающего источника по лучу зрения. Иными словами, можно установить, с какой скоростью источник приближается или удаляется.

Рис. 7. Радиогалактика Лебедь А

Если источник света приближается, спектральные линии смещаются в сторону более коротких волн, если удаляется - в сторону более длинных. Это явление называется "эффектом Доплера". Оказалось, что у галактик (за исключением немногих, самых близких к нам) спектральные линии всегда смещены в длинноволновую часть спектра ("красное смещение" линий), причем величина этого смещения тем больше, чем более удалена от нас галактика. Это означает, что все галактики удаляются от нас, причем скорость "разлета" по мере удаления галактик растет. Она достигает огромных значений. Так, например, найденная по красному смещению скорость удаления радиогалактики Лебедь А близка к 17 тыс. км/с. Еще двадцать пять лет назад рекорд принадлежал очень слабой (в оптических лучах 20-й величины) радиогалактике ЗС 295. В 1960 г. был получен ее спектр. Оказалось, что известная ультрафиолетовая спектральная линия, принадлежащая ионизованному кислороду, смещена в оранжевую область спектра! Отсюда легко найти, что скорость удаления этой удивительной звездной системы составляет 138 тыс. км/с, или почти половину скорости света! Радио галактика ЗС 295 удалена от нас на расстояние, которое свет проходит за 5 млрд лет. Таким образом, астрономы исследовали свет, который был излучен тогда, когда образовывались Солнце и планеты, а может быть, даже "немного" раньше... С тех пор открыты еще более удаленные объекты (гл. 6). Причины расширения системы, состоящей из огромного количества галактик, мы здесь касаться не будем. Этот сложный вопрос является предметом современной космологии. Однако сам факт расширения Вселенной имеет большое значение для анализа развития жизни в ней (гл. 7). На общее расширение системы галактик накладываются беспорядочные скорости отдельных галактик, обычно равные нескольким сотням километров в секунду. Именно поэтому ближайшие к нам галактики не обнаруживают систематического красного смещения. Ведь скорости беспорядочных (так называемых "пекулярных") движений для этих галактик больше регулярной скорости красного смещения. Последняя растет по мере удаления галактик приблизительно на 50 км/с, на каждый миллион парсек. Поэтому для галактик, расстояния до которых не превосходят нескольких миллионов парсек, беспорядочные скорости превышают скорость удаления, обусловленную красном смещением. Среди близких галактик наблюдаются и такие, которые приближаются к нам (например, туманность Андромеды М 31). Галактики не распределены в метагалактическом пространстве равномерно, т.е. с постоянной плотностью. Они обнаруживают ярко выраженную тенденцию образовывать отдельные группы или скопления. В частности, группа из примерно 20 близких к нам галактик (включая нашу Галактику) образует так называемую "местную систему". В свою очередь местная система входит в большое скопление галактик, центр которого находится в той части неба, на которую проектируется созвездие Девы. Это скопление насчитывает несколько тысяч членов и принадлежит к числу самых больших. На рис. 8 приведена фотография известного скопления галактик в созвездии Северной Короны, насчитывающего сотни галактик. В пространстве между скоплениями плотность галактик в десятки раз меньше, чем внутри скоплений.

Рис. 8. Скопление галактик в созвездии Северной Короны

Обращает на себя внимание разница между скоплениями звезд, образующими галактики, и скоплениями галактик. В первом случае расстояния между членами скопления огромны по сравнению с размерами звезд, в то время как средние расстояния между галактиками в скоплениях галактик всего лишь в несколько раз больше, чем размеры галактик. С другой стороны, число галактик в скоплениях не идет ни в какое сравнение с числом звезд в галактиках. Если рассматривать совокупность галактик как некоторый газ, где роль молекул - играют отдельные галактики, то мы должны считать эту среду чрезвычайно вязкой.

Таблица 1

• * Астрономическая единица - среднее расстояние от Земли до Солнца, равное 149600 тыс. км.
• ** Пожалуй, только скорости звезд и планет в астрономии выражаются в единицах "километр в секунду".
• *** В самом центре галактического ядра в области поперечником в 1 пк находится, по-видимому, несколько миллионов звезд.
• **** Полезно запомнить простое правило: скорость в 1 пк за 1 млн лет почти равна скорости в 1 км/с. Предоставляем читателю убедиться в этом.
• ***** Поток излучения от звезд измеряется так называемыми "звездными величинами". По определению, поток от звезды (i+1)-й величины в 2,512 раза меньше, чем от звезды i-й величины. Звезды слабее 6-й величины невооруженным глазом не видны. Самые яркие звезды имеют отрицательную звездную величину (например, у Сириуса она равна -1,5).

Вселенная - это весь окружающий нас бесконечный мир. Это другие планеты и звёзды, наша планета Земля, её растения и животные, в том числе и то, что находится за пределами Земли- космическое пространство, планеты, звёзды. Это материя без конца и края, принимающая самые разнообразные формы своего существования..

Некоторые астрономы считают, что вначале Вселенная представляла собой тугой сгусток очень плотного вещества. А потом, около 15 миллиардов лет назад, это вещество взорвалось. Произошел Большой взрыв. Первичная материя взорвалась и начала расширятся. Прошло много времени, и из этого облака раскалённых газов образовались звёзды и галактики. Галактики и по сей день отдаляются друг от друга, удаляясь от центра во всех направлениях, а значит, Вселенная продолжает расширятся. Даже самые современные астрономические средства не могут охватить всю Вселенную

Есть и другая теория происхождения Вселенной. Согласно ей, происхождение Вселенной, есть разумный творческий акт, осуществленный Богом, природа которого непостижима человеческим разумом.

Некоторые ученые предложили теорию так называемой "бесконечно пульсирующей Вселенной". В соответствии с этой теорией, Вселенная расширяется, а затем сжимается до сингулярности, затем вновь расширяется и снова сжимается. У нее нет ни начала, ни конца. Это снимает вопрос о происхождении Вселенной - она ниоткуда не возникает, а существует вечно.

Антропный (человеческий) принцип первым сформулировал в 1960 году Иглис Г.И. , но он является как бы неофициальным его автором. А официальным автором был ученый по фамилии Картер. Антропный принцип говорит о том, что в начале вселенной был план мироздания, венцом этого плана является возникновение жизни, а венцом жизни- человек. Антропный принцип очень хорошо укладывается в религиозную концепцию программирования жизни. Антропный принцип утверждает, что вселенная такая, какая она есть потому, что есть наблюдатель или же он должен появиться на определенном этапе развития

Современные гипотезы о происхождении Вселенной

По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,2 миллиарда лет назад из некоторого начального сингулярного состояния с гигантскими температурой и плотностью и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. В последнее время ученым удалось определить, что скорость расширения Вселенной, начиная с определённого момента в прошлом, постоянно увеличивается, что уточняет некоторые концепции теории Большого взрыва.

Успешное объяснение ряда явлений с помощью модели Большого взрыва привело к тому, что, как правило, не вызывает сомнения реальность происхождения микроволнового фонового излучения из расширяющегося первичного огненного шара в тот момент, когда вещество Вселенной стало прозрачным. Возможно, однако, что это слишком простое объяснение. В 1978 г., пытаясь найти обоснование для наблюдаемого соотношения фотонов и барионов (барионы - «тяжелые» элементарные частицы, к которым, в частности, относятся протоны и нейтроны) - 108:1, - М.Рис высказал предположение, что фоновое излучение может быть результатом «эпидемии» образования массивных звезд, начавшейся сразу после отделения излучения от вещества и до того, как возраст Вселенной достиг 1 млрд. лет. Продолжительность жизни этих звезд не могла превышать 10 млн. лет; многим из них было суждено пройти стадию сверхновых и выбросить в пространство тяжелые химические элементы, которые частично собрались в крупицы твердого вещества, образовав облака межзвездной пыли. Эта пыль, нагретая излучением догалактических звезд, могла, в свою очередь, испускать инфракрасное излучение, которое в силу его красного смещения, вызванного расширением Вселенной, наблюдается сейчас как микроволновое фоновое излучение.

Согласно новой модели формирования вселенной, предложенной астрофизиком Государственного университета Нью-Йорка Кеннетом Ланцеттой, на протяжении почти полумиллиарда лет после Большого Взрыва, формально считающегося моментом ее рождения, все в мире было погружено во мрак. И "разорвал" этот мрак гигантский звездный "взрыв", в результате которого вселенная начала приобретать тот вид, который мы наблюдаем в наши дни.

Эта теория полностью опровергает уже устоявшееся мнение о том, что формирование звезд шло постепенно после Большого Взрыва и достигло своего пика примерно 5 миллиардов лет назад. На основании анализа данных, полученного в результате наблюдений за зонами "глубокого космоса", Ланцетта сделал вывод о том, что процесс формирования звезд начался гораздо раньше Большого взрыва и проходил очень стремительно. Причем, чем процесс происходил тогда и происходит в настоящее время тем интенсивнее, чем ближе проходил у гипотетических "краев вселенной".

Согласно одной из альтернативных теорий (так называемой «бесконечно пульсирующей Вселенной»), мир никогда не возникал и никогда не исчезнет (или по другому рождается и умирает бесконечное количество раз), но обладает периодичностью, при этом под сотворением мира понимается точка отсчета после которой мир строится заново (она же обозначает и конец мира.

Строение Вселенной

Вселенная предстаёт перед нами всюду одинаковой - «сплошной» и однородной. Проще устройства и не придумать. Нужно сказать, что об этом люди уже давно подозревали. Указывая из соображений максимальной простоты устройства на общую однородность мира, замечательный мыслитель Паскаль (1623-1662) говорил, что мир - это круг, центр которого везде, а окружность нигде. Так с помощью наглядного геометрического образа он утверждал однородность мира.

У Вселенной есть и ещё одно важнейшее свойство, но о нем никогда даже и не догадывались. Вселенная находиться в движении - она расширяется. Расстояние между скоплениями и сверхскоплениями постоянно возрастает. Они как бы разбегаются друг от друга. А сеть ячеистой структуры растягивается.

Во все времена люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной. Эта точка зрения господствовала вплоть до 20-х годов нашего века. В то время считалось, что она ограничена размерами нашей Галактики. Пути могут рождаться и умирать, Галактика все равно остается все той же, как неизменным остается лес, в котором поколение за поколением сменяются деревья.

Настоящий переворот в науке о Вселенной произвели в 1922 - 1924 годах работы ленинградского математика и физика А. Фридмана. Опираясь на только что созданную тогда А. Эйнштейном общую теорию относительности, он математически доказал, что мир - это не нечто застывшее и неизменное. Как единое целое он живет своей динамической жизнью, изменяется во времени, расширяясь или сжимаясь по строго определённым законам.

Фридман открыл подвижность звёздной Вселенной. Это было теоретическое предсказание, а выбор между расширением и сжатием нужно сделать на основании астрономических наблюдений. Такие наблюдения в 1928 - 1929 годах удалось проделать Хабблу, известному уже нам исследователю галактик.

Он обнаружил, что далёкие галактики и целые их коллективы движутся, удаляясь от нас во все стороны. Но так и должно выглядеть, в соответствии с предсказаниями Фридмана, общее расширение Вселенной.

Если Вселенная расширяется, то, значит, в далёком прошлом скопления были ближе друг к другу. Более того: из теории Фридмана следует, что пятнадцать - двадцать миллиардов лет назад ни звёзд, ни галактик ещё не было и всё вещество было перемешано и сжато до колоссальной плотности. Это вещество было тогда и немыслимо горячим. Из такого особого состояния и началось общее расширение, которое привело со временем к образованию Вселенной, какой мы видим и знаем её сейчас.

Общие представления о строении Вселенной складывались на протяжении всей истории астрономии. Однако только в нашем веке смогла появиться современная наука о строении и эволюции Вселенной - космология.

Александр Захаров ([email protected])

“Построение” Вселенной

(Когда я написал эту статью и отослал ее Александру Тер-Оганесянцу, оказалось, что он активно переписывается с Евграфом Дулуманом и уже опубликованы

письма . Так же (оказывается!) вышла в свет статья Юрия Шеляженко “ Каждый волен верить, что он атеист ”. Тема возникновения Вселенной пользуется популярностью J )

“Разнообразнейшие вещества, сочетаясь на тысячи ладов, непрерывно получают и сообщают друг другу различные движения. Различные свойства этих веществ, их различные сочетания, их разнообразные способы действия, являющиеся необходимыми следствиями этого, составляют для нас сущность всего существующего, и от различия этих сущностей зависят различные порядки, категории или системы, занимаемые этими веществами, совокупность которых составляет то, что мы называем природой.”

Поль Анри Гольбах (1723 – 1789), “Система природы”.

Я обнаружил любопытную статью Александра Тер-Оганесянца “Строение вселенной” . Автор излагает свой взгляд на устройство Вселенной и, на мой взгляд, достаточно интересный. Вначале он пишет:

Я прошу Вас найти ошибки в моих рассуждениях о строении Вселенной.”

Я не хотел бы “искать ошибки” в рассуждениях автора (для этого нужно быть кем-то вроде бога, а сам бог упорно молчит на эту тему J ), скорее всего мне хотелось бы высказать свое видение этого непростого вопроса в качестве обсуждения его статьи. Я бы не назвал мою статью критической, т.к. те вещи, о которых идет речь – это гипотезы и ни я, ни уважаемый Александр Карлович, думаю не в состоянии подтвердить или опровергнуть свою или чужую точку зрения. J Своей статьей я хочу лишь порассуждать вместе с автором над строением Вселенной (тоже достаточно схематично), так сказать, принять участие в “построении Вселенной” как целостной картины в сознании человека. Ну и попутно высказать свое мнение о его гипотезе.

Вот что он пишет:

“Вселенная бесконечна в пространстве и во времени. Только приняв этот постулат, мы можем избавиться от известных вопросов: А что там дальше? и Что было раньше? При этом следует иметь в виду, что то, что мы часто называем Вселенной, на самом деле является нашей Метагалактикой, то есть той части Вселенной, которая подвластна нашим исследованиям.”

На мой взгляд, бесконечность Вселенной в пространстве и во времени – это, конечно, своего рода постулат, но я бы сказал, что он вводится не от того, чтобы отсекать “неугодные” вопросы, а по причине того, что это наименее абсурдное предположение, т.к. все остальные варианты “в пределе” имеют больше вопросов, чем ответов. А основываться на чем-то необходимо. И действительно, не стоит забывать о понятии Вселенная:

Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Вселенная, изучаемая астрономией, - часть материального мира, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню развития науки (часто эту часть Вселенной называют Метагалактикой ).

Так что, я думаю, например, что речь о “возникновении Вселенной” может идти применительно именно к Метагалактике, к Вселенной это не относится уже по определению – она существовала всегда. А “наша Метагалактика” когда-то возникла и до сих пор развивается по своим законам. А на вопросы, что было раньше до нашей метагалактики ответить, думаю, еще долго (а может и бесконечно долго) будет невозможно.

Во Вселенной существуют две первоосновы, или, если хотите две объективные реальности: Материя и Сознание. Задаваться т. н. “основным вопросом философии” - что первично? - на самом деле бессмысленно, так как Материя и Сознание существовали и будут существовать вечно. Это все равно, что спрашивать, что было раньше: курица или яйцо? И Материя и Сознание подчиняются своим законам сохранения: не возникают из ничего и не превращаются в ничто, а только переходят из одной формы в другую. Форм существования и Сознания и Материи в бесконечной Вселенной, разумеется, существует бесконечное множество.

Мне кажется, автор прозрачно для себя ввел еще один постулат: “Во Вселенной существуют две первоосновы, или, если хотите две объективные реальности: Материя и Сознание”. Для меня очень сомнительное утверждение, т.к. я приемлю следующее определение материи:

Материя – субстанция; субстрат (основа) всех реально существующих в мире свойств, связей и форм движения; бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем. Неотъемлемый атрибут материи – движение; материи присущи саморазвитие, превращение одних состояний в другие. Всеобщие объективные формы бытия материи – пространство и время. Особые типы материальных систем – живая материя (совокупность организмов, способных к самовоспроизводству) и социально-организованная материя (общество).

И мне кажется, что “Сознание” в предложенной автором схеме является нужной (для его гипотезы), но в тоже время “лишней” сущностью (т.е. для объяснения можно обойтись и без этого). J Да и что понимать под Сознанием? Вот, например, определение из ЭС:

Сознание – одно из основных понятий философии, социологии, обозначающее человеческую способность идеального воспроизведения действительности в мышлении. … Сознание выступает в двух формах: индивидуальной (личной) и общественной. Общественное сознание – отражение общественного бытия; формы общественного сознания: наука, философия, искусство, нравственность, религия, политика, право.

Далее, конечно, автор комментирует, что является Сознанием в его понимании, но, по моему глубокому убеждению, его трактовка является некорректной, да и ко всему прочему имеет еще и определенный религиозный отпечаток (хотя автор и атеист J ).

Основное свойство Материи выражено во втором начале термодинамики: “В замкнутой физической системе возможен только рост энтропии”. Энтропия – мера разупорядоченности системы. Материя всегда стремится к разупорядоченности, разрушению, хаосу.

Если пофилософствовать. Я бы не назвал свойством материи стремление к разупорядоченности, разрушению, хаосу. Ну а применение слова “разрушение” к материи (в общем виде) я считаю, мягко сказать, неуместным (есть ведь понятие “структура” и “переход”). Кроме того, автор совсем упускает немаловажный контекст: “В замкнутой физической системе …”, хотя вероятно, замкнутость “нашей метагалактики” имеет место быть, если рассматривать ее с точки зрения человека, как наблюдателя и объекта, подверженного законам самой метагалактики, находящегося в ней, т.е. получается этакое замкнутое пространство действия законов и материя имеет свойство переходить из одних определенных видов в другие определенные виды (и всё это “подвешено” в абсолютной пустоте J ). Нельзя исключать вероятность того, что “наша метагалактика” может иметь “области перехода” в другие пространства с иными законами. Почему бы и нет? У меня есть фраза: “Если можно изменить законы природы, то у природы есть законы изменения законов природы”. J

Закон (один из многих) существования материи (“не возникает из ничего и не превращается в ничто”) по моему мнению, в моей гипотезе, носит излишний характер (по причине слова “ничего”), т.к. если говорить о пустоте/вакууме и т.п. сущностях “ничего”, то я бы сказал, что к примеру, вакуум (что-то вроде межзвездного пространства или физического вакуума или подобное) – это тоже есть форма существования материи. Если для нас, как исследователей/наблюдателей абсолютный вакуум – это “ничто”/“пустота”, то это говорит лишь о том, что данный вид материи – это абсолютно неизученная область или попросту мы ничего “там” не видим, что смогли увидеть увидели, убрали и получился вакуум J Т.е. материя – это, в моей гипотезе, абсолютно широкое понятие и я не вижу причин ограничивать формы материи и их свойства какими-то выдуманными рамками. Всякое “ничто” - есть нечто! J (Для любителей аналогий: если смотришь через чистое прозрачное стекло – его не замечаешь, его как бы и нет, но стоит распылить на его поверхность воду… J )

Основным свойством Сознания является стремление к созиданию, порядку и гармонии. Между Материей и Сознанием идет непрерывная и вечная борьба, что и является основой развития Вселенной.

Слова “порядок”, “гармония” являются субъективными оценками. Есть словочетание “Закон мироздания”. Из этого Закона и следует, в общем-то, вся “гармония” и “порядок”. Был бы другой Закон (сумма законов) – был бы другой порядок и гармония. Порядок – это следование какому-то определенному правилу, закону. Гармония – это более широкий термин, но тоже из “этой” области.

Слово “созидание” как-то сразу предусматривает наличие личностных характеристик, что в свою очередь неуклонно ведет нас к понятию “бог”. J Но это еще “вилами на воде писано”, а главное состоит в том, что мне представляется очень странным противопоставление Материи Сознанию. Прямо таки борьба добра и зла! “Добро обязательно победит Зло. Поставит на колени и зверски убьет” J

На Земле Сознание одержало локальную победу и естественный для Материи ход развития системы нарушился: на Земле появилась жизнь, а затем разумная жизнь.

Я, мягко сказать, поостерегся бы разделять живую материю на разумную и неразумную, скорее она более разумна и менее разумна.

Человеческий разум – одна из форм существования Сознания- неразрывно связан с материальной частью человека – его телом- одной из форм существования Материи. Разум и тело находятся в непрерывной борьбе, что и является основой развития человеческой цивилизации. В момент зачатия подобно телесному зародышу – оплодотворенной яйцеклетке- появляется зародыш сознания, составленный из элементов разума отца и матери и развивающийся по своим законам. После смерти человека, подобно телу, разум распадается на элементарные составляющие, которые растворяются в мировом Сознании.

Красиво конечно, но чтобы дойти до этой “красоты” необходимо сделать достаточно много “постулатов”. J Думаю, “в таком деле” нужно не красоту искать, а непротиворечивость (по крайней мере).

5. Открытие в середине 20-х годов американским астрономом Хабблом закона “разбегания галактик” привело к появлению теории “Большого взрыва”, согласно которой вся наша Метагалактика (галактики, звезды, планеты и др. объекты) образовалась в результате “вспышки” супервещества, спресованного в весьма ограниченном объеме пространства. Некоторые религиозные философы увидели в этой теории подтверждение известного Библейского текста о сотворении мира из хаоса. Я же полагаю, что в действительности дело обстояло ровно наоборот. И дело, конечно же, не в гигантском несовпадении сроков рождения Вселенной: 7,5 тыс. лет назад по Библии и 18 млрд. лет по теории “Большого взрыва”.

Мне представляется, что до Большого взрыва Вселенная являла собой весьма гармоничную и сбалансированную систему, в которой царствовало Сознание, а Материя, подобна джинну, была загнана в бутылку. Вероятно, в какой-то момент Сознание утратило контроль над Материей, либо внутреннее напряжение “в бутылке” достигло критического уровня. В результате и произошло глобальное освобождение Материи, по сравнению с чем гипотетическая термоядерная катастрофа на Земле представляется комариным укусом.

Не знаю, насколько обоснованно выделение факта возникновения “нашей метагалактики” в разряд “из ряда вон выходящего”. Мое мнение заключается в том, что таким образом произошло перерождение-переход одного вида материи в другой. Кто знает, быть может, это был вполне “закономерный процесс”. Почему закономерный в кавычках? Просто я считаю, что до возникновения “нашей метагалактики” с ее законами существования определенного количества форм материи, которые мы можем исследовать,существовали иные законы и иные формы материи и не обязательно те, которые мы определяем как присущие именно “нашей метагалактике”. Тут необходимо разделять некоторым образом. Более формально и другими словами я это выражаю в виде риторического вопроса: “корректно ли пытаться описывать то, что было до возникновения нашей вселенной законами существования нашей вселенной?” J (под Вселенной подразумевается “наша метагалактика”).

Почему я подчеркиваю, что метагалактика именно “наша”? Не вижу оснований для того, чтобы не допускать (в моей трактовке бытия Вселенной), что возможно (я бы даже не побоялся бы сказать “очень вероятно”) существование других образований в виде метагалактик, которые имеют и такое же строение, внутренние законы, а также иных форм метагалактик с иными законами, количеством форм материи, так сказать, участвующих в устройстве такого образования , и живой материей, для которой, какое-нибудь десятимерное пространство – “дом родной”. J И эта живая материя является, своего рода, результатом определенного законами именно этой метагалактики процесса развития определенных видов материи. Ну а говоря уже о живой материи и о сознании: ну что ж, бытие определяет сознание! А материя рождает его. (А потом и наоборот… J )

Однако в вечной борьбе Сознания и Материи замечательно то, что ни одна победа какой-либо стороны, какой бы глобальной она ни казалось, на самом деле не является окончательной. Вполне вероятно, что через каких-нибудь 5-10 млрд. лет “разбегание галактик” закончится и начнется обратный процесс. А пока Сознание ведет с Материей войну на всех необъятных просторах Метагалактики, одерживая кое-где (например на Земле) локальные победы.

Что ждет “нашу метагалактику” - это вопрос пока открытый, но думаю, он решаем в будущем… в далеком будущем J .

Все это, конечно, очень схематично, и я был бы рад еще порассуждать с Вами на темы строения Вселенной. Буду Вам весьма признателен, если Вы мне ответите.

Ну, вот и ответили. J У меня тоже многое схематично, но как говорил М. Ломоносов: “Природа весьма проста. Что этому противоречит - должно быть отвергнуто”. Ну и конечно же “простота” - это понятие относительное. J

В заключении, хочу привести еще одно, на мой взгляд интересное высказывание, касающееся взаимоотношений человека и Природы (метагалактики, вселенной). Думаю в контексте “баталий” Сознания с Материей у автора будет уместно привести его:

“Природа никогда не борется с человеком, это пошлый религиозный поклеп на нее, она не на столько умна, чтобы бороться, ей все равно… Природа не может перечить человеку, если человек не перечит ее законам…”

Александр Иванович Герцен (1812 – 1870), “Собрание сочинений”.

Публикации по теме
Тер-Оганесянц Я прошу Вас найти ошибки в моих рассуждениях о строении Вселенной
Ю. Шеляженко "Каждый волен верить, что он атеист "
Дулуман Е. "Обмен мнениями между технарем и философом о нашей Вселенной и попутно о Боге с приложением письма Марине "
Захаров А. ""Построение" Вселенной "
Тер-Оганесянц Ответ моим критикам

Согласно современным представлениям, полученным в результате многовековых наблюдений и исследований, строение Вселенной в основных чертах следующее. Изученная часть пространства заполнена огромным количеством звезд – небесных тел, подобных нашему Солнцу.

Звезды рассеяны в пространстве неравномерно, они образуют системы, называемые галактиками. Галактики имеют в большинстве своем эллипсоидальную и сплюснутую, чечевицеобразную форму. Их размеры таковы, что свет, распространяясь со скоростью 300 000 км/сек, проходит расстояние от одного края галактики до другого за десятки и сотни тысяч лет.

Расстояния между отдельными галактиками еще больше - они в десятки раз превосходят размеры самих галактик. Число звезд в каждой галактике огромно - от сотен миллионов до сотен миллиардов звезд. С Земли галактики видны как слабые туманные пятна, и поэтому их раньше называли внегалактическими туманностями. Только в близких к нам галактиках и только на фотографиях, полученных самыми сильными телескопами, можно рассмотреть отдельные звезды.

Внутри галактик звезды распределены также неравномерно, концентрируясь к их центрам и образуя различные скопления. Пространство между звездами в галактиках и пространство между галактиками заполнено материей в виде газа, пыли, элементарных частиц, электромагнитного излучения и гравитационных полей. Плотность вещества межзвездной и межгалактической среды очень низка. Солнце и большинство звезд и звездных скоплений, наблюдаемых на небе, образуют систему, которую мы называем нашей Галактикой; огромное количество входящих в нее слабых звезд представляется невооруженному глазу белесой полосой, проходящей через все небо и называемой Млечным Путем.

Солнце - одна из многих миллиардов звезд Галактики. Но Солнце - не одинокая звезда: оно окружено планетами - темными телами, вроде нашей Земли. Планеты (не все) в свою очередь имеют спутников. Спутником Земли является Луна. Солнечной системе принадлежат также астероиды (малые планеты), кометы и метеорные тела.

Наука располагает данными, позволяющими утверждать, что многие звезды в нашей Галактике и звезды в других галактиках имеют планетные системы, подобные Солнечной. Во Вселенной все находится в движении. Движутся планеты и их спутники, кометы и метеорные тела; движутся Солнце и звезды в галактиках, движутся галактики друг относительно друга. Как нет пространства без материи, так нет и материи без движения.

Основные черты строения Вселенной, описанные выше, выявлены в результате огромной работы, которая велась в течение тысячелетий. Конечно, различные части Вселенной изучены с различной полнотой. Так, до XIX в. в основном изучалась Солнечная система и лишь с середины XIX в. началось успешное изучение строения Млечного Пути, а с начала XX в. - звездных систем.

Новая теория строения материи не отрицает современное представление о строении Вселенной, но существенно дополняет его. Кроме перечисленных составляющих ее, она состоит из эфира, представляющего собой вещественную материю с хаотически движущимися в ней a- и b-сферонами.

Ядра галактик могут представлять собой различные образования из перечисленных видов материи. Их состояние определяется возрастом и стадией развития галактического образования.

Некогда мировое пространство было заполнено исключительно только эфиром, состоящим из некоторой условно неразрывной вещественной материи и, движущихся в ней, α- и β-сферонов. При чем тело волн α-сферонов состоит из вещественной материи, а тело волн β-сферонов – из α-сферонов. К α-сферонам, находящимся в динамическом равновесии с эфиром, постоянно движется поток вещественной материи. Поток этой материи отдает энергию сферону, который, сжимаясь, аккумулирует ее в виде потенциальной энергии сжатой волны, и тут же (при раскрытии волны) возвращает эту энергию эфиру в виде волн вещественной материи. Поток вещественной материи к сферону вызывает гравитационные силы. Волны вещественной материи, формируемые α-сфероном, так же оказывают воздействие на волновые частицы, однако в силу своих особенностей их воздействие слабее. В связи с этим там, где имеется скопление α-сферонов, там возникает гравитационное поле, представляющее собой общий поток вещественной материи, движущийся к центу скопления. Под воздействием потока вещественной материи (или, как принято говорить, под воздействием гравитационных сил) из α- и β-сферонов формируется глобальное ядро, после распада которого и возникают атомы водорода.

Образовавшиеся атомы водорода, так же как и названные сфероны, способны формировать облака, которые под влиянием тех же сил гравитации уплотняются, в результате чего в центральной области облака, энергия атомов и молекул водорода становится очень высокой, и они начинают вступать в реакцию, так называемого, термоядерного синтеза.

Дальнейшие наблюдения и исследования должны объяснить еще очень многое в строении и развитии Вселенной. Они должны уточнить нарисованную выше картину, для чего необходимо будет решить много важных и принципиальных вопросов. И несмотря на огромную отдаленность небесных объектов, современные методы и средства исследований позволяют с уверенностью говорить о том, что многие из этих вопросов будут решены уже в недалеком будущем.

2.4. Возникновение планет.

Говоря о строении Вселенной, мы не можем обойти вопрос, связанный с возникновением планет. Какое-то время не столько в научных кругах, сколько в научно- популярных изданиях, часто задавался вопрос: существуют ли планеты вокруг звезд кроме Солнца? По сути, этот вопрос сам по себе наивен. Точно так же, как наивен вопрос: существует ли еще где-нибудь жизнь во Вселенной? Все эти вопросы вовсе не объясняются невежеством. Как правило, ими задаются люди интеллектуальные. Скорее всего, они связаны с подсознательным чувством нашей исключительности. Ответом на эти вопросы может быть только категоричное "да". Да, мы не одиноки во Вселенной (убедительные доводы этому приведены мной в главах о происхождении и эволюции жизни). Да, планеты существуют у большинства звезд нашей галактики. Существуют они и в других галактиках. В этом мы убедимся, выявив природу возникновения планет в Солнечной систкме.

По современным представлениям планеты Солнечной системы образовались из рассеянного облака в протосолнечной системе газопылевого облака. Однако это предположение не совсем согласуется с известными характеристиками планет. В частности, исходя из этих представлений, практически невозможно объяснить упорядоченное движение планет вокруг солнца в пределах, близких к плоскости вращения самого солнца. Даже в случае изначального упорядоченного вращения облака, планеты, после их формирования, должны были бы вращаться со значительным смещением плоскостей их обращения вокруг Солнца. В соответствии с моей гипотезой планеты Солнечной системы являются вторичными образованьями, вызванными активностью Солнца. На основе реальных характеристик тел, образующих Солнечную систему, можно предположить, что она сформировалась в три основных этапа. Наиболее удаляющимися от Солнца объектами являются кометы. Теоретически они могут иметь двоякое происхождение. Наряду с образованием их от солнечных выбросов, некоторые из них могут быть "пришельцами" от других звезд нашей галактики. Но в том и другом случаях в основном они должны состоять из легких химических элементов и их соединений. Кометы образуются из выбросов при глобальном взрыве звезды в период ее большой активности. Наибольшая активность должна быть в начальной стадии формирования, когда оболочка в основном состоит из легких химических элементов, а ядро находится в состоянии, соответствующем четвертой и пятой зонам на рис. 1. Большая энергия взрыва разрывает массу оболочки на мелкие части. В связи с этим масса их сравнительно невелика, а потому в них не возникает термоядерного синтеза. По этой причине основная масса комет состоит из замерзших газов.

Рождение комет, вероятно, является первым этапом формирования Солнечной системы. На втором этапе, после второго глобального взрыва, вероятно, образовались Плутон и сотни малых планет, подобных Quaoar, открытой в 2001 году. Впрочем, возможно, что некоторые самые удаленные планеты могли образоваться и при первом глобальном взрыве. Планеты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, – образовались уже в результате местных выбросов. Природа этих выбросов была описана выше. Существует закономерность – планеты и спутники вращаются по орбитам, находящимся в плоскости близкой плоскости вращения соответственно солнца и планет. Но главное, направление вращения солнца совпадает с направлением движения планет вокруг него. Это свидетельствует о том, что выбросы происходят в экваториальной области активного космического тела. Только этим возможно объяснить существование колец у Юпитера, Сатурна и Урана. На третьем этапе образовались планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты вероятнее всего сформировались из местных солнечных выбросов в результате локальных взрывов, когда солнечная активность была уже значительно снижена.

Если эта гипотеза верна, а она достаточно аргументирована, то существование спутников у звезд, то есть планет, следует признать явлением закономерным. Звезда не может миновать активной стадии, когда происходят выбросы огромных масс ее в пространство.

Строение звезды.

В центре звезды сосредотачиваются ядра тяжелых атомов. Постепенно давление увеличивается настолько, что ядра атомов начинают разрушаться. Сначала они разрушаются на отдельные a-сфероны в состоянии a-Ж, затем переходят в состояние a-Т и, наконец прекращают свое существование в виде частиц с переходом в состояние вещественной материи. После этого звезда имеет зоны, соответствующие всем состояниям и формам материи.

В центре такой звезды находится ядро из вещественной материи. Это ядро, хотя и обладает большой массой, имеет сравнительно слабое гравитационное поле. В определенных случаях гравитационные силы ядра могут быть равны практически нулю. Ядро окружено оболочкой, состоящей из a-сферонов в состоянии a-Т. Эта зона непроницаема для вещественной материи и a-сферонов. Она представляет собой волну, находящуюся в динамическом равновесии с окружающей ее средой. Размеры и масса зоны из a-сферонов зависят от возраста и массы звезды. Вместе с этим от массы и размеров зависит частота ее колебаний, которая может находиться в пределах десятков, сотен, а возможно и более колебаний в секунду.

Следующая зона состоит из a-сферонов в состоянии a-Ж. Эта зона прозрачна для вещественной материи, но она не пропускает a-сфероны.

Следующая 4-я зона представляет собой твердое образование из ядер атомов, находящихся в состоянии n-Ж. Это состояние не описывалось в новой теории. Характеризуется оно тем, что так же, как и состояние a-Ж, непроницаемо для a-сферонов.

В 5-й зоне ядра, кроме ядер атомов в состоянии гиперонов, присутствуют и электроны в состоянии мезонов. Это образование находится так же в твердом состоянии, не проницаемом для b-сферонов, но пропускающим a-сфероны. Однако при раскрытии волны, в наружной ее части ядра атомов выходят из гиперонного состояния, и эта часть волны становится проницаемой для b-сферонов. Частота колебаний волны этой зоны еще меньше, чем у предыдущих.

Зона 6 представляет собой область жидкой плазмы, которая имеет колебания относительно центра с относительно большим периодом. Эта зона прозрачна для всех составляющих эфира.

Завершается активная составляющая звезды зоной, в которой плазма находится в газообразном состоянии. Период колебаний этой зоны относительно центра может измеряться месяцами и годами.

Представленная модель звезды находится в соответствии со всеми известными свойствами звезд, а так же позволяет объяснить то, что раньше находилось в противоречии с законами классической механики. В частности, с позиций современной науки необъяснимым оставалось поведение, так называемых черных дыр. В соответствии с существующими представлениями черные дыры, располагают огромной массой материи, сосредоточенной в ничтожно малых объемах. Считается, что гравитационные силы черной дыры таковы, что она поглощает даже свет. Все это не противоречит новой теории строения материи, а напротив подтверждает ее.

В соответствии с новой теорией взрыв происходит потому, что вместе с уплотнением черная дыра теряет гравитационную массу. С уменьшением гравитационной массы, уменьшается поток вещественной материи к черной дыре, а вместе с этим уменьшается сила ее давления на поверхность. Нарушается динамическое равновесие волн черной дыры – она взрывается.

Потоки вещественной материи образуют гравитационные поля. Поток вещественной материи несет энергию, за счет которой происходит ускорение атомов водорода (и других частиц), находящихся в свободном состоянии в эфире. Атомы водорода будут ускоренно двигаться к центру звезды. В свою очередь энергия атомов водорода, полученная в результате ускорения, используется при термоядерном синтезе атомов дейтерия, гелия и других более тяжелых атомов.

Более тяжелые атомы перемещаются ближе к центру звезды. При этом за счет дополнительного ускорения их кинетическая энергия увеличивается еще больше, что способствует синтезу сверхтяжелых атомов. Ближе к центру звезды под воздействием потоков эфира формируются все те зоны, которые были рассмотрены нами выше.

Синтез любых атомов происходит исключительно с поглощением энергии. Однако в процессе термоядерных реакций синтеза более тяжелых атомов, происходит распад одного из них на более легкие атомы. Именно энергия, высвобождающаяся при распаде атомов, излучается в виде фотонов и нейтрино.

Кроме описанных процессов в недрах звезды происходят и другие, более сложные процессы. В частности, на границе между пятой и шестой оболочками происходит синтез и распад сверхтяжелых атомов. Остановимся на этом подробнее.

Как мы уже говорили, каждая оболочка звезды по сути своей представляет макроскопическую волну. Пятая оболочка состоит из сверхтяжелых атомов. В фазе ее сжатия происходят местные выдавливания сверхтяжелых атомов в шестую оболочку, где давление меньше. Попав в среду с меньшим давлением, сверхтяжелые атомы начинают распадаться, высвобождая энергию, ранее затраченную на синтез. В месте выдавливания происходит мощный взрыв, который нарушает стройность оболочек. В связи с этим происходят вторичные возмущения, связанные с переходом вещества из одной оболочки в другую. В активной звезде, такие явления происходят постоянно, в связи с чем, ее оболочки вовсе не имеют четко ограниченные сферы. В процессе формирования звезды, возмущения, связанные с взрывами вытесненных сверхтяжелых атомных ядер, приводят к значительным выбросам звездной массы в пространство. Эти массы, как будет показано ниже, являются основой планет.

Как уже отмечалось, звезды и галактические образования во вселенной находятся в разных стадиях своего развития. В зависимости от возраста звезды и ее массы они могут проявлять себя как переменные звезды, различающиеся частотой колебаний наружной сферы (волны).

Современная наука подразделяет звезды на переменные по частоте изменения блеска звезды, частоте импульсов радиоизлучения и частоте рентгеновского излучения. При этом считается, что радиоизлучение присуще нейтронным звездам, а рентгеновское – черным дырам и нейтронным звездам, находящимся в паре с "нормальной" звездой.

На основе новой теории строения материи все виды пульсаций звезд и их излучение в различных диапазонах не требуют особых объяснений. Их природа очевидна – она заключается в волновом строении звезд.

Эволюция звезды связана с одним главным фактором – звезда под действием гравитационных сил уплотняется. При этом происходит последовательное формирование описанных выше сферических зон. Однако с того времени, когда в активной составляющей звезды сосредоточена вся масса бывшего водородного облака, наружные волны (сферические зоны) начинают последовательно переходить в состояние внутренних. Когда наружной оболочкой станет волна, состоящая из атомов в гиперонном состоянии, звезда в соответствии с современной терминологией становится нейтронной. Переход наружной волны в состояние n-Ж и далее в a-Ж приводит звезду в состояние черной дыры.

Зная описанные закономерности, нетрудно прийти к выводу, что, в частности, переменные звезды с изменяющейся светимостью представляют собой молодые образования, в которых волны с разным состоянием материи находятся в стадии формирования. В этот период звезды наиболее активны, особенно при начале формирования ядра в твердом состоянии. Наше Солнце, вероятно, относится к группе звезд, которые находятся на исходе этой стадии развития. То есть Солнце, вероятно уже сформировало твердое ядро и находится в стадии дальнейшего сжатия и формирования более плотного ядра.

Заключение.

Я рассмотрел наиболее популярные сложившиеся взгляды о строении Вселенной. Но наука не стоит на месте, и время от времени появляются новые теории. Возможно, что некоторые постулаты в скором времени будут пересмотрены.

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) сообщили, что ими получены данные о непостоянстве скорости света. Если эти результаты будут подтверждены, то все существующие сегодня представления о картине мироздания будут поставлены под сомнение. В физике существует так называемая постоянная тонкой структуры α, равная немного загадочному числу 1/137. Современные представления о строении нашей Вселенной основаны на безусловном постоянстве этой величины – в противном случае все мироздание должно быть устроено иначе. Эта константа связана с другими мировыми константами – зарядом электрона и постоянной Планка, но главное, что она обратно пропорциональна скорости света.

В настоящее время физики считают первые две величины надежными константами, и изменение альфы в сущности есть заявление об изменении скорости света в вакууме. А со времен создания Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности (СТО) человечество привыкло к мысли о безусловном постоянстве скорости света, равной несусветной величине – 300 000 км/с. И если скорость света оказывается иной, то это ставит под сомнение и СТО, и все наши представления о картине мира.

Таким образом, современная скорость света вроде бы больше, чем в далеком прошлом. Хотя многие ученые считают, что на основании этих расчетов еще рано пересматривать физику, некоторые из них уже сейчас пытаются использовать полученные данные для объяснения парадоксов нашей Вселенной. Например, температура в огромных участках Вселенной приблизительно одинакова, что означает возможность обмена между ними энергией. При «небольшой» скорости света это невозможно, а вот более высокая скорость позволяет произвести обмен энергией.

Подводя итог, можно сказать, что Вселенная эта материя, которая не только до конца еще не изучена, но и время от времени подкидывает человечеству новые «сюрпризы». Хотелось бы верить, что новые открытия принесут нам только пользу и позволят человечеству покорять новые просторы.